Камера: что это такое и как она работает?

Ким Обновлено: 26 июня 2022

Введение

Камера оптический прибор, используемый для захвата неподвижных изображений или записи движения в одном кадре или последовательности кадров. У него есть линза, которая собирает свет и фокусирует его на светочувствительной поверхности, такой как пленка или цифровой датчик изображения. Камеры используются фотографами, кинематографистами и другими профессионалами для захвата изображений окружающего мира.

В этой статье мы рассмотрим что такое камера и Как это работает.

Определить камеру

Камера это устройство, которое улавливает свет для создания изображения. Он работает, получая свет от объекта или сцены и сохраняя его в виде цифрового или физического изображения на подходящем носителе. Использование камер линзы чтобы сфокусировать этот свет на датчиках или пленке, чтобы записать сцену.

Хотя концепция фотографии проста, технологии, лежащие в основе камер, со временем значительно улучшились и развились: от небольших портативных устройств, используемых в повседневной жизни, до цифровых камер высокого класса, используемых в профессиональной фотографии и вещательных СМИ. Камеры используются как для неподвижных изображений, так и для движущихся изображений, например, для кинопроизводства.

Основные компоненты любой современной цифровой камеры работают вместе для записи изображений:

• A система линз собирает и фокусирует свет, отраженный от объекта, на датчик изображения, который записывает свет в цифровые данные.
• An оптический видоискатель позволяет пользователям видеть, что будет записано.
• Механизмы переместите объектив или пленку.
• Кнопки, элементы управления а настройки многократной экспозиции позволяют пользователям управлять настройками захвата и экспозиции.

Различные типы камер

камеры бывают разных форм и размеров. В зависимости от их предполагаемого использования доступны различные типы камер, в том числе цифровая камера, видеокамеры, одноразовые камеры, веб-камеры и камеры наблюдения.

Цифровые камеры Цифровая камера захватывает изображения как данные (цифровые файлы). Обычно он содержит устройство обработки изображений (датчик) и возможность хранить эти данные на карте памяти или другом носителе. Цифровые камеры обеспечивают простой поиск и предварительный просмотр изображений, а также возможность отправлять их в электронном виде через компьютерную сеть или Интернет. Модели «наведи и снимай» могут быть достаточно маленькими, чтобы поместиться в кармане, и предлагать возможности автофокусировки, оставаясь при этом относительно недорогими. Для профессионального использования также доступны более дорогие модели с ручным управлением экспозицией.

видеокамеры Также известный под названием видеокамеры или видеомагнитофоны, эти устройства специально разработаны для видеосъемки, в которой звук записывается вместе с изображением. Профессиональное оборудование включает высококачественные объективы для более точной детализации, расширенные диапазоны масштабирования и возможности специальных эффектов, адаптированные для сбора новостей или создания фильмов. Меньшие модели хорошо подходят для домашней видеосъемки или обычного досуга благодаря увеличенному сроку службы батареи.

Одноразовые камеры Эти одноразовые камеры не требуют какого-либо источника питания — они работают без внешних источников энергии, таких как батареи или электросеть, что делает их чрезвычайно популярными среди потребителей, которые ищут недорогой альтернативный способ запечатлеть воспоминания без ущерба для качества фотоотпечатков. Камера этого типа обычно поставляется с предварительно загруженной пленкой, которую нельзя удалить из указанного корпуса камеры; как только все возможности для фотосъемки исчерпаны, эти устройства становятся одноразовыми, используемыми исключительно по воле их владельца, что позволяет ему / ей просто отказаться от них, когда они больше не требуются / не нужны снова.

Веб-камеры Эти системы цифровой видеозаписи, также известные как «веб-камеры», подключаются напрямую либо через USB-порты к ноутбукам/настольным компьютерам, предоставляя типичные функции пользовательского интерфейса, такие как потоковое видео в реальном времени, а также фотоснимки, отправляемые непосредственно в службы совместной работы и т. д.

Камеры наблюдения Широко распространенные сегодня в домах, общественных местах, строительных комплексах, торговых точках и т. Д. Благодаря прогрессу цифровых технологий системы наблюдения теперь достигли более высокого уровня производительности, предоставляя персоналу службы безопасности точную информацию о различных событиях, что позволяет при необходимости принять меры по обеспечению безопасности. Вообще говоря, есть две основные категории: аналоговое CCTV (замкнутое телевидение), в котором используется в основном физическая проводка. тогда как сетевые IP-решения, использующие стандартные протоколы Ethernet, подключены к глобальным сетям. Размещенные в помещении, за исключением наружного применения, эти высокочувствительные оперативные установки-невидимки позволяют вести запись мониторинга как в дневные периоды, так и в ночные циклы в течение неопределенного времени.

Основные компоненты камеры

Камера — это незаменимый инструмент для сохранения воспоминаний и моментов, которыми вы сможете наслаждаться долгие годы. Камеры бывают разных форм и размеров, и все они состоят из различных компонентов, которые работают вместе, чтобы сделать ваши фотографии возможными.

Ознакомьтесь с основные компоненты фотоаппарата и как они работают вместе, чтобы создавать фотографии, которые вам нравятся:

объектив

Объектив является одним из важнейших элементов камеры. Объектив, по сути, является глазом камеры: он принимает изображение и фокусирует его, формируя изображение на пленке или цифровом датчике. Линзы состоят из нескольких элементов, обычно сделанных из стекла или пластика, которые работают вместе, пропуская свет и формируя четкое изображение на пленке или цифровом датчике.

Объективы камеры можно использовать с фильтрами и крышками для управления условиями освещения, а также они имеют несколько функций, таких как автофокус, возможности масштабирования и ручная настройка. Объективы также будут иметь различные фокусные расстояния, которые определяют, насколько далеко вы можете находиться от объекта во время его фотографирования. Стандартные размеры варьируются от Объективы «рыбий глаз» 6 мм для полусферических изображений, до телеобъектив 600 мм для приложений с экстремальным увеличением. Разные линзы будут иметь разные апертуры, которые определяют, сколько света проходит через них и как быстро затвор должен двигаться, чтобы соответствующее количество света попало на вашу пленку или цифровой датчик.

Доступно множество типов линз, в том числе:

• Широкий угол линзы
• телефотографический линзы
• Портрет/Стандарт линзы
• Fisheye линзы
• Макро/микро линзы
• Сдвиг/наклон-сдвиг линзы
• И многое другое специальные опции, разработанные для конкретных сценариев съемки.

Затвор

Ассоциация затвор это механизм внутри камеры, который контролирует, как долго датчик в камере подвергается воздействию света. Большинство современных цифровых камер используют комбинацию механический и электронный затвор. Это ускоряет время, необходимое вашей камере, чтобы сделать снимок, и помогает улучшить резкость ваших фотографий, особенно тех, которые сделаны в условиях низкой освещенности.

Ассоциация механический затвор состоит из двух металлических или пластиковых лепестков, которые работают вместе, чтобы контролировать, сколько света пропускается в любой момент времени. Когда вы нажимаете кнопку на камере, эти лепестки открываются, позволяя свету проникать через объектив на датчик изображения. Когда вы отпускаете кнопку, эти лепестки снова закрываются, и свет больше не попадает внутрь.

Ассоциация электронный затвор работает совершенно иначе, чем его механический аналог, тем, что для работы не использует никаких физических компонентов — вместо этого он полагается на электронные сигналы, которые генерируются компьютерными алгоритмами. Используя этот тип затвора, камеры могут иметь более короткое время экспозиции, чем когда-либо прежде, что позволяет вам снимать сцены с более высоким уровнем детализации и четкости, чем когда-либо прежде!

Помимо управления временем экспозиции, затворы также можно использовать для других целей, таких как создание размытия при движении или других целей. творческие эффекты которые невозможны при съемке традиционными пленочными камерами.

апертура

Ассоциация апертура представляет собой отверстие в части корпуса камеры, известной как объектив. Диафрагма определяет, сколько света проходит, и может регулироваться пользователем для создания высококонтрастного или низкоконтрастного изображения. Размер отверстия можно измерить F-упоры, где меньшие числа указывают на большую апертуру (что означает больше света). Как правило, объектив с небольшим F-стоп номер называется «быстро”, потому что он может пропускать больше света быстрее, чем объективы с более высокой диафрагмой.

Диафрагма тоже влияет глубина резкости – насколько изображение резкое и в фокусе в любой момент времени. Большая диафрагма (меньший шаг диафрагмы) приведет к малой глубине резкости, в то время как малая диафрагма (большой шаг диафрагмы) приведет к большей глубине, то есть большая часть кадра будет в фокусе одновременно. Это также можно использовать с большим эффектом при создании интересных композиций — например, выделяя объекты на фоне, выводя их из фокуса, или, наоборот, делая элементы переднего плана и фона четкими и сфокусированными.

датчик

Камеры датчик изображения является источником светоулавливающей мощности устройства. Он есть у любой цифровой или пленочной камеры. Они бывают разных размеров, от большие полнокадровые датчики такого же размера, как кадр 35-мм пленки, чтобы крошечные датчики размером с ноготь.

Работа датчика заключается в преобразовании входящего света в электрические сигналы для дальнейшей обработки. На практике датчик улавливает свет и генерирует аналоговое напряжение, которое необходимо усилить и преобразовать в цифровой сигнал для упрощения хранения и обработки.

Двумя основными компонентами датчика являются его фотосайты (один пиксель на датчике) и его микролинзы (проверяет, сколько света сконцентрировано в каждом фотоузле). Комбинация этих двух элементов позволяет каждому из фотосайтов захватывать точное количество света, прежде чем отправить его для дальнейшей обработки. Это количество варьируется в зависимости от таких факторов, как выдержка затвора, диафрагма, ISO настройка и т.д.

Кроме того, современные цифровые камеры часто поставляются с технология шумоподавления Это помогает удалить случайные полосы и пятна с цифровых изображений, прежде чем их можно будет сохранить или обработать. Эта технология работает путем анализа входящих данных изображения и удаления любой не относящейся к делу информации, которая была получена сенсорами камеры. видны четкие изображения.

Viewfinder

Видоискатель является одним из основных компонентов любой камеры и представляет собой устройство, используемое для кадрирования изображения перед фотографированием. Он может принимать разные формы, от простейшей оптической версии с простой увеличительной линзой и окном до сложной электронной версии, которая отображается на ЖК-экране камеры.

Фундаментальная функция видоискателя — помогать фотографам сохранять резкость на снимках, особенно при работе в условиях низкой освещенности или с малой выдержкой. Это также позволяет фотографам точно составить свой образ перед съемкой, убедившись, что они запечатлели то, что хотят в кадре.

Самый простой тип видоискателя предлагает оптическое окно или небольшой объектив, который просто кадрирует желаемую сцену через основной объектив корпуса камеры. Этот тип видоискателя используется в камерах типа «наведи и снимай» и других камерах с фиксированным объективом, а также в профессиональных зеркальных камерах с одним объективом (SLR) и обеспечивает базовую форму быстрого и точного кадрирования объекта.

Электронная форма, известная как электронный видоискатель (EVF), заменяет традиционные оптические версии на те, которые используют жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплеи) для отображения изображений в электронном виде через систему зеркальных глаз в корпусе камеры. Электронные видоискатели могут предложить значительные преимущества по сравнению со своими традиционными аналогами, такие как:

• Увеличенное разрешение
• Регулируемые настройки диоптрий
• Встроенные элементы управления компенсацией экспозиции
• Вспомогательные средства для тиснения для определенных типов фотографии, таких как макросъемка.
• Улучшенные возможности автофокусировки для более точного слежения за объектом
• Возможности распознавания лиц — то, что доступно только на цифровых зеркальных фотокамерах высокого класса.
• Плюс множество других преимуществ, обычно не связанных с оптическими версиями.

Как работает камера?

Камера это устройство, используемое для захвата и записи изображений, обычно в цифровой форме. Но как работает камера? По своей сути камера использует то, как свет отражается от объектов. Он улавливает эти отражения и переводит их в изображение с помощью сложного процесса линз, фильтров и цифрового датчика.

В этой статье мы рассмотрим внутренняя работа камеры и как он может делать красивые визуальные эффекты:

Свет попадает в объектив

Свет попадает в камеру через линзу, представляющую собой кусок стекла или пластика, изогнутый специально для того, чтобы сфокусировать световые лучи и сделать их параллельными. Изображение, проецируемое объективом на пленку, зависит от двух факторов: фокусное расстояние и размер диафрагмы. Фокусное расстояние определяет, насколько близко или далеко должен стоять объект, чтобы быть в фокусе, тогда как размер диафрагмы определяет, сколько света проходит через линзу за один раз.

Размер сенсора камеры также влияет на то, сколько света он может улавливать — более крупные сенсоры могут улавливать больше света, чем сенсоры меньшего размера. Большой датчик также важен, если вы хотите, чтобы ваши изображения имели малую глубину резкости, поскольку это означает, что только объекты в фокусе будут резкими, а все, что находится за пределами этой области, размыто, чтобы вы могли лучше выделить свой объект.

Как только свет проходит через линзу и фокусируется на датчике изображения или пленке, этот свет преобразуется в информацию о цвете, яркости и контрасте. Затем эту информацию можно использовать для создания изображения, состоящего из миллионов пикселей (элементы изображения), которые вместе образуют общую картину того, что мы видим.

Свет проходит через отверстие

Свет проходит через апертура, который представляет собой отверстие, сделанное в объективе. Это позволяет свету проникать туда, где находится датчик изображения. диафрагма апертуры помогает регулировать количество попадающего света. Он гарантирует наличие достаточного количества света, чтобы его можно было обработать датчиком изображения, а также позволяет предположить, насколько размытыми или сфокусированными будут объекты в кадре.

У большинства камер есть диск для изменения этого значения диафрагмы, уменьшения или увеличения его в зависимости от того, какой результат вы ищете. Очевидно, что если вы хотите, чтобы в кадр попало больше света, откройте значение диафрагмы при создании боке все, что находится за пределами вашей зоны фокусировки, требует большего закрытия диафрагмы.

Свет проходит, затем проходит над тем, что известно как антибликовый фильтр и на датчик изображения. Как только свет достигает этой части камеры, он преобразуется в электрическую энергию и записывается в виде цифровой информации, обеспечивая ваше изображение цветовая температура и настройки ISO точно в зависимости от ваших условий съемки, а также другие расширенные функции в зависимости от модели вашей камеры.

Свет фокусируется на датчике

Когда свет проходит через объектив камеры, он отражается от объекта и фокусируется на датчике цифровой камеры. Это известно как «захват». Датчик состоит из миллионов микроскопических светочувствительных пикселей (или фотосайтов), состоящих из кремниевых фотодиодов, расположенных в каждом месте пикселя. Когда на пиксель (или фотосайт) падает достаточно света, создается заряд, который затем преобразуется в электрический сигнал, который может быть обработан компьютером. В зависимости от модели этот сигнал затем преобразуется в визуальную или звуковую информацию для просмотра или воспроизведения.

Каждый фотоэлемент в датчике изображения содержит собственный усилитель, который увеличивает объем динамического диапазона от любого отдельного пикселя, тем самым улучшая общее качество изображения. Некоторые камеры также включают алгоритмы шумоподавления как часть своей конструкции, чтобы уменьшить количество сигналов ошибок и повысить точность захвата данных.

Количество пикселей на датчике изображения играет большую роль в определении качества изображения; больше пикселей соответствует изображениям с более высоким разрешением, в то время как меньшее количество пикселей обычно приводит к изображениям с более низким разрешением с большей зернистостью и шумом. Датчики большего размера, как правило, лучше чем маленькие, и предлагают улучшенный динамический диапазон, лучшие характеристики при слабом освещении и меньшую глубину резкости для профессиональных эффектов управления мелкой фокусировкой, когда это необходимо.

Затвор открывается и закрывается

Ассоциация затвор представляет собой небольшой тонкий занавес, который открывается и закрывается, позволяя камере записывать свет в объявленный момент. Затвор определяет, как долго и когда свет будет проходить к датчику изображения. В цифровых камерах есть два типа затворов: физический и цифровой.

Физические жалюзи: Физические затворы открываются или закрываются механически, часто за доли секунды, создавая экспозицию, которая длится столько же. Он обычно встречается в DSLR камеры и напоминает два лезвия, которые можно открывать или закрывать вручную или с помощью электроники, чтобы контролировать, сколько света попадает на чип камеры.

Цифровые затворы: Цифровые затворы работают иначе, чем механические затворы, так как они не используют физические барьеры для пропуска света, вместо этого они влияет на то, как входящий свет обнаруживается электронным способом путем быстрого отключения после его обнаружения в течение ограниченного периода времени. Этот процесс создает экспозицию с большая продолжительность, чем это было бы возможно при использовании только физического затвора. Цифровые затворы также позволяют улучшить качество изображения, поскольку в них нет движущихся частей, которые могут вызывать вибрации, которые могут смазать изображение при слишком долгом использовании.

Изображение обрабатывается и сохраняется

После того, как изображение получено корпусом камеры, оно обрабатывается бортовой электроникой для подготовки к захвату и хранению. Это может включать в себя различные операции, такие как демозаика, шумоподавление, цветокоррекция и настройка параметров динамического диапазона. Затем изображение сохраняется в памяти на видеопроцессоре камеры или внутри него.

Далее, в зависимости от типа используемой камеры (аналоговый или цифровой), фотографии сохраняются как пленочные негативы или цифровые файлы. В аналоговых камерах фотографии записываются как негативная цветная фотография на рулоне пленки, размещенном внутри корпуса камеры. Цифровые камеры сохраняют фотографии в виде цифровых файлов, таких как JPEG или RAW, которые можно мгновенно передавать на компьютеры и другие устройства без обработки.

Некоторые камеры предлагают расширенные функции, такие как ручная регулировка чувствительности ISO (светочувствительность), возможности автофокуса, ручное управление экспозицией и даже экраны просмотра в реальном времени, которые позволяют мгновенно просматривать композицию фотографии и настройки экспозиции до нажатия кнопки спуска затвора. Многие современные цифровые камеры также используют встроенную Технология Wi-Fi поэтому изображения можно легко обмениваться в Интернете через социальные сети.

Заключение

В заключение, камеры — прекрасный инструмент для запечатления воспоминаний и рассказывания историй. Их сложная технология позволяет нам захватывать и сохранять изображения, которые в противном случае были бы потеряны во времени. Являетесь ли вы профессиональным фотографом или просто используете камеру в качестве хобби, понимание того, как работает ваша камера, является жизненно важной частью создания потрясающих фотографий.. Найдите время, чтобы ознакомьтесь с функциями и возможностями вашей камеры чтобы убедиться, что вы получите максимальную отдачу от него.

Краткое описание компонентов камеры и их совместной работы

Фотография существует уже много столетий, но современные камеры работают так, как это было невозможно до недавних достижений в области технологий. Ключевым компонентом любой цифровой камеры является линза, которая фокусирует свет от объекта на датчик изображения. Датчик изображения, по сути, представляет собой массив из миллионов крошечных фотодетекторы (пиксели) которые преобразуют свет в электрические сигналы, так что изображение может быть захвачено и сохранено в виде данных. Как только сигнал записан, он может быть обработан процессором камеры для улучшения цветов и резкости, прежде чем он будет сохранен в виде цифрового файла.

Большинство потребительских камер в настоящее время имеют несколько других компонентов, которые улучшают качество ваших фотографий и делают их более реалистичными. Это включает:

• Механизмы автофокуса
• Электронные жалюзи
• Экспонометры
• Датчики баланса белого
• Вспышки
• Улучшения чувствительности при слабом освещении
• Системы стабилизации изображения
• Экраны дисплея для предварительного просмотра ваших фотографий.

Все эти важные компоненты работают вместе для создания высококачественных изображений в соответствии с вашими настройками и предпочтениями при нажатии кнопки спуска затвора.

Преимущества использования камеры

Использование камеры дает множество преимуществ, включая запечатление памятных моментов, съемку движущихся изображений для рассказа истории, создание иллюстраций и многое другое. Съемка фотографий с помощью цифровой камеры может сохранить воспоминания так, как не могут традиционные пленочные камеры. Движущиеся изображения, такие как видео, также могут фиксировать истории, события или ситуации так, как фотографии не могут. Это может быть использовано для рассказывания историй или для художественное выражение и творчество.

Видео также позволяет создателям экспериментировать с разными углами и кадрами, чтобы придать произведению больше глубины и визуального интереса. Кроме того, камеры обеспечивают свободу творческого самовыражения за счет использования различных объективов и таких функций, как настройки экспозиции и контроль баланса белого. У более продвинутых фотографов есть еще больше возможностей для управления своими изображениями, таких как управление диафрагмой или интервальная съемка которые позволяют им захватывать уникальные детали, которые невозможно сделать вручную.

Наконец, фотокамеры обеспечивают выход для самовыражения художника через композицию и технику фотографирования предметов, будь то портреты, пейзажи или что-либо еще по выбору. Все эти преимущества объединяются, создавая искусство, способное вызывать эмоции и вечные воспоминания с цифровыми камерами.

Привет, я Ким, мама и энтузиаст покадровой анимации с опытом создания медиа и веб-разработки. У меня огромная страсть к рисованию и анимации, и теперь я с головой погружаюсь в мир покадровой анимации. В моем блоге я делюсь своими знаниями с вами, ребята.